La genèse du projet :

 Afin d'observer l'univers sans être gêné par le filtre de l'atmosphère terrestre qui réduit les performances des télescopes situés sur le sol, on a depuis longtemps imaginé positionner des télescopes en orbite, au-dessus des plus hautes couches de l'enveloppe gazeuse de la Terre.

Les américains ont lancé dans les années 60, le programme OAO ( Orbiting Astronomical Observatory ) des premiers télescopes spatiaux. Le télescope OAO-1 fut lancé en 1966 mais tomba en panne de batterie après 3 jours de missions. Le deuxième lancement permit à OAO-2 d'observer les galaxies et les étoiles dans l'ultraviolet de 1968 à 1972.

Suite aux résultats très prometteurs obtenus par OAO-2, la communauté des astronomes a exprimé son désir de lancer le projet d'un grand télescope spatial. En 1970, la NASA créa 2 comités pour définir les caractéristiques techniques et les objectifs scientifiques de ce futur télescope spatial.

Mais le projet pâtit d'importantes difficultés de financement notamment à cause de coûts se révélant nettement supérieurs à un télescope terrestre de nouvelle génération. Un accord fut trouvé en 1977, le congrès américain autorisant le versement des fonds pour le début des travaux. De plus, un accord de coopération avait été signé avec l'ESA ( agence spatiale européenne ) pour une participation à hauteur de 15%. 

Les objectifs scientifiques d'Hubble :

Le développement de ce télescope qui portera le nom du célèbre astronome américain Edwin Hubble, avait pour objectifs scientifiques l'étude des éléments suivants :

• la mesure du taux d'expansion de l'Univers
• la confirmation de la présence de trous noirs supermassifs au centre des galaxies spirales
• la confirmation de l'existence de matière noire et d'énergie noire

Le développement et la fabrication :

Plusieurs centres de la NASA ainsi que de nombreux industriels ont été impliqués dans la réalisation de ce télescope dont la pièce maitresse est le miroir primaire permettant de capter les rayons de la lumière pour les focaliser vers le miroir secondaire afin d'y être analysés. D'un diamètre de 2,40 m, ce miroir nécessite une précision de polissage de 10 nanomètres ( 1 millionième de mm ) qui débutera en 1979 et prendra fin en 1981, réalisé par la société Perkin-Elmer, spécialiste dans les équipements optiques. Le coût total de ce programme a atteint 2 milliards US $.

Lancement du Hubble :

 Le lancement du télescope Hubble a eu lieu le 24 Avril 1990 à bord de la navette Discovery lors de la mission STS-31. Le lendemain, le bras manipulateur du vaisseau positionna Hubble sur une orbite de 600 km d'altitude. La phase de calibrage des différents instruments pu commencer sous la direction du centre de contrôle au sol.

Défaut optique d'Hubble :

Les premières images envoyées par le télescope sont floues, mettant en évidence un phénomène d'aberration optique rendant Hubble moins performant que les télescopes terrestres. Le 02 Juillet 1990, une commission d'enquête fut créée et révéla un défaut de polissage de 2 microns, rendant le miroir primaire trop plat à sa périphérie.

Il fut décidé de concevoir et de fabriquer un dispositif de correction optique ( COSTAR ). Entre temps, on constata aussi la défaillance de plusieurs équipements.

Les différentes missions d'entretien :

 Dès le lancement du programme Hubble, il était prévu de réaliser plusieurs missions d'entretien et de modernisation en utilisant les différentes navettes spatiales américaines. La première de ces missions, fut bien entendu de rendre sa pleine capacité d'observation au télescope.

Mission STS-61 :  Décembre 1993 ( navette Endeavour )

• Installation du dispositif de correction COSTAR
• Mise en place de nouveaux panneaux solaires fournis par l'ESA
• Remplacement de 2 gyroscopes d'orientation défaillants
• Installation de la caméra à champ large WF/PC-11

Durant cette mission extrêmement complexe, le télescope fut capturé par le bras manipulateur de la navette et placé dans la  soute de cette dernière.

Mission STS-82 :  Février 1997 ( navette Discovery )

• Mise en place d'un nouveau spectrographe STIS
• Mise en place d'une nouvelle caméra infrarouge couplée à un spectrographe multi-objets NICMOS
• Amélioration du système de navigation
• Installation d'un nouveau disque dur

Mission STS-103 :  Décembre 1999 ( navette Discovery )

• Remplacement des gyroscopes défaillants ( 4 sur 6 )
• Installation d'un nouvel ordinateur de bord
• Mise en place d'une nouvelle mémoire de masse en remplacement d'un système à bande magnétique
• Remplacement d'un émetteur en bande S
• Remplacement de certaines parties du revêtement de protection thermique

Mission STS-109 :  Mars 2002 ( navette Columbia )

• Installation de l'instrument ACS
• Remplacement du système de contrôle d'énergie
• Remplacement des panneaux solaires par des modèles plus petits et 30% plus puissants
• Remplacement du système de refroidissement de la caméra infrarouge NICMOS
• Changement d'une des 4 roues à réactions
• Revêtement thermique rénové

Mission STS-125 :  Mai 2009 ( navette Atlantis ) - Durée de la mission 13 jours

• Installation du spectrographe COS
• Installation de la caméra à grand champ WFC-3

Chaque mission a permis de rehausser l'orbite de Hubble diminuant au cours du temps à cause des frottements cinétiques dans l'espace.

L'avenir du télescope Hubble :

La durée de vie initiale de Hubble était de 15 ans. Pourtant, en 2013, les experts estimèrent les capacités du télescope toujours intactes. Malgré la mise en service de nouveaux télescope terrestres de plus en plus performants et le lancement le 25 Décembre 2021 du télescope de nouvelle génération James Weeb, Hubble reste toujours très sollicité par la communauté scientifique. Sur les 1100 demandes annuelles, Hubble réalise 200 à 300 études par an.

On constate une perte d'altitude constante depuis l'arrêt des missions des navettes spatiales américaines ( 535 km en 2022 ) et on estime sa rentrée dans l'atmosphère, puis sa désintégration entre 2030 et 2040.

Sites à consulter pour en savoir plus :

ESA/Hubble (esahubble.org)

Accueil Hubble (hubblesite.org)

Hubble Space Telescope - NASA Science